VIDEO: Bereken normaalkracht - zo begrijp je de formule

De normaalkracht bereken je als het product van de cosinus van de hellingshoek van het hellend vlak en het gewicht van het voorwerp dat erop rust. Merk op dat in sommige vereenvoudigde verklaringen op internet of in boeken, de normaalkracht wordt gelijkgesteld met de normale component van de gewichtskracht. Dit leidt uiteindelijk tot hetzelfde resultaat. Hier leer je echter eerst wat de normaalkracht eigenlijk is.

Wat wordt bedoeld met normaalkracht?

• Een normaalkracht werkt altijd loodrecht, wat in technische termen ook wel "normaal" op een oppervlak wordt genoemd.
• Stel je een object voor dat op een oppervlak ligt. De normaalkracht is de kracht die de grond uitoefent op het voorwerp. Het is verdeeld over het hele contactgebied.
• Als het object op een horizontaal oppervlak ligt, is de normaalkracht even groot als het gewicht van het lichaam, maar werkt het tegen.
• Het ziet er anders uit als het lichaam op een helling ligt. Hier komt de hoeveelheid normaalkracht niet overeen met het gewicht van het object. Omdat de normaalkracht altijd loodrecht op het oppervlak werkt, kan deze niet in de tegenovergestelde richting van de gewichtskracht werken.
  instagram viewer


Statische wrijving berekenen - zo werkt het

U bent zeker de wetten van statische wrijving in het dagelijks leven tegengekomen. …

Hoe de normaalkracht te berekenen?

1. Om de feiten beter te begrijpen, kunt u het beste een schets maken. Het hellend vlak vormt een rechthoekige driehoek met zijn lengte, basis en hoogte. De goede hoek ligt tussen de hoogte en de basis. Tussen de lengte en de basis bevindt zich de hellingshoek.
2. Teken de vector voor het gewicht van het object. Dit werkt vanuit het zwaartepunt van het object verticaal naar beneden.
3. Splits de gewichtskracht op in twee componenten, die ook werken op het zwaartepunt van het object. Het is de downhill-component en de normale component. Teken de vector voor de afdalingscomponent evenwijdig aan het oppervlak van het hellend vlak, en de vector voor de normaalcomponent loodrecht daarop. De twee vectoren vormen een parallellogram van krachten met gewicht als resulterende kracht. In dit speciale geval is het parallellogram van krachten een rechthoek. Merk op dat de twee componenten geen echte werkende krachten zijn. De gewichtskracht wordt alleen uitgesplitst voor berekeningsdoeleinden.
4. Je kunt zien dat de rechthoek bestaat uit twee rechthoekige driehoeken die niet alleen gelijk aan elkaar zijn, maar ook de driehoek die bestaat uit de lengte, hoogte en basis van het hellend vlak. In wiskundige zin betekent overeenkomst dat de hoeken en beeldverhoudingen hetzelfde zijn.
5. Beschouw nu de driehoek met de vector voor de gewichtskracht en de vector voor de normale component van de gewichtskracht als zijden. De hoek tussen deze twee zijden is hetzelfde vanwege de gelijkenis driehoeken de hellingshoek van het hellende vlak.
6. Hierbij geldt dat de grootte van de normaalkracht gelijk is aan de grootte van de normaalcomponent van de gewichtskracht. Als je de gewichtskracht en de hellingshoek kent, kun je ook trigonometrie gebruiken om de normale component van de gewichtskracht en dus de hoeveelheid van de normaalkracht te berekenen.
7. Aangezien de cosinus van een hoek in een rechthoekige driehoek overeenkomt met het quotiënt van de aangrenzende zijde en de hypotenusa, berekent u de Normale component van het gewicht als het product van het gewicht van het object en de cosinus van de hellingshoek van de schuine Peil. Het resultaat komt dan ook overeen met de grootte van de normaalkracht.
8. Als u niet de hellingshoek krijgt, maar eerder de basis en lengte van het hellend vlak, voert u het quotiënt van basis en lengte in voor de cosinus van de hellingshoek. Dit is mogelijk vanwege de gelijkenis van de driehoeken.